第二章　半導(dǎo)體三極管及放大電路

§2-1半導(dǎo)體三極管§2-2共射極基本放大電路§2-3分壓式射極偏置電路§2-4多級放大電路§2-5反饋放大電路§2-6功率放大電路1.?了解三極管的結(jié)構(gòu)、分類、型號及主要用途。2.?熟悉三極管的符號、特性和主要參數(shù)。3.?能識別常用三極管的種類和三個引腳的極性。4.?能正確識讀三極管上標(biāo)示的型號，并了解該三極管的作用和用途。5.?能根據(jù)三極管放大電路各引腳的電位判斷三極管的管型、材料及各引腳對應(yīng)的電極。6.?能根據(jù)三極管各電極的電位判斷三極管的工作狀態(tài)。學(xué)習(xí)目標(biāo)§2-1半導(dǎo)體三極管一、三極管的結(jié)構(gòu)、符號和類型1.?結(jié)構(gòu)和符號半導(dǎo)體三極管又稱晶體三極管，簡稱三極管或晶體管。三極管的結(jié)構(gòu)如圖所示：在一塊極薄的硅或鍺基片上經(jīng)過特殊的加工工藝制作出兩個PN結(jié)，對應(yīng)的三個半導(dǎo)體區(qū)分別稱為發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)，從三個區(qū)引出的三個電極分別為發(fā)射極、基極和集電極，分別用符號E、B、C或e、b、c表示。發(fā)射區(qū)與基區(qū)之間的PN結(jié)稱為發(fā)射結(jié)，集電區(qū)與基區(qū)之間的PN結(jié)稱為集電結(jié)。三極管的結(jié)構(gòu)和圖形符號a）NPN型三極管b）PNP型三極管按照兩個PN結(jié)的組合方式不同，三極管分為NPN型和PNP型兩大類，其結(jié)構(gòu)和圖形符號如上圖所示，文字符號用V（或VT）表示。圖形符號中，箭頭方向表示發(fā)射結(jié)正向偏置時發(fā)射極電流的方向，箭頭朝外的是NPN型三極管，箭頭朝內(nèi)的是PNP型三極管。雖然發(fā)射區(qū)和集電區(qū)的半導(dǎo)體類型一樣，但是發(fā)射區(qū)的摻雜濃度比集電區(qū)高，在幾何尺寸上，集電區(qū)面積比發(fā)射區(qū)大，它們并不對稱。因此，發(fā)射極和集電極不能互換。三極管的功率大小不同，它們的體積和封裝形式也不一樣。常見的三極管外形見表。常見的三極管外形2.?類型三極管的種類很多，按不同的分類方法可分為多種，見表。目前我國生產(chǎn)的NPN型三極管多采用硅材料，PNP型三極管多采用鍺材料。三極管的種類二、三極管的工作電壓和電流放大作用1.?三極管的工作電壓三極管要實(shí)現(xiàn)放大作用，必須滿足一定的外部條件，即發(fā)射結(jié)加正向電壓，集電結(jié)加反向電壓。由于NPN型和PNP型三極管極性不同，所以外加電壓的極性也不同，如圖所示。三極管的工作電壓a）NPN型三極管b）PNP型三極管2.?三極管的電流放大作用三極管實(shí)現(xiàn)電流放大作用的條件是：發(fā)射結(jié)加正向電壓，集電結(jié)加反向電壓三極管電流放大的實(shí)質(zhì)是：用較小的基極電流控制較大的集電極電流。三、三極管的特性曲線三極管各極上的電壓和電流之間的關(guān)系，可通過伏安特性曲線直觀地描述。三極管的特性曲線主要有輸入特性曲線和輸出特性曲線兩種，可以用晶體管特性圖示儀直接觀察，也可以通過實(shí)驗電路來測試。實(shí)驗電路如圖所示。三極管特性曲線實(shí)驗電路1.?輸入特性曲線三極管的輸入特性曲線2.?輸出特性曲線三極管的輸出特性曲線三極管輸出特性曲線的三個區(qū)域三極管輸出特性曲線的三個區(qū)域綜上所述，對于NPN型三極管：工作于放大區(qū)時，VC>VB>VE；工作于截止區(qū)時，VB≤VE；工作于飽和區(qū)時，VC≤VB。PNP型三極管與之相反。四、三極管的主要參數(shù)三極管的特性除用特性曲線來描述外，還可以用有關(guān)參數(shù)來表示。這些參數(shù)反映了三極管的性能和安全運(yùn)用范圍，是正確使用和合理選擇三極管的依據(jù)。三極管的參數(shù)較多，這里只介紹幾個主要的參數(shù)，見表。三極管的主要參數(shù)三極管的主要參數(shù)1.?了解放大電路的功能，認(rèn)識共射極放大電路，明確各組成元件的作用。2.?了解靜態(tài)工作點(diǎn)的基本概念，初步理解放大電路設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的意義。3.?了解放大電路的工作原理，從中體會放大電路的工作過程，了解放大電路中三極管各電極的電流及各極間電壓與靜態(tài)時各量之間的關(guān)系，進(jìn)一步理解靜態(tài)工作點(diǎn)在放大電路中的作用。理解共射極放大電路的倒相作用。學(xué)習(xí)目標(biāo)§2-2共射極基本放大電路4.?會畫直流通路和交流通路，能利用直流通路求電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，能利用交流等效電路求電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。5.?了解小信號放大電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻的含義。6.?了解放大電路波形失真與靜態(tài)工作點(diǎn)的關(guān)系。學(xué)習(xí)目標(biāo)一、概述放大電路是電子設(shè)備中最常用的一種基本單元電路。它是利用半導(dǎo)體三極管的電流控制作用，把信號源傳來的微弱電信號（指變化的電壓或電流信號）不失真地放大到所需要的數(shù)值。即在輸入信號作用下，把直流電源提供的電能轉(zhuǎn)換為較大能量的電信號。圖所示為放大器的基本結(jié)構(gòu)，輸入端接待放大的信號源，輸出端接負(fù)載。放大器的基本結(jié)構(gòu)放大電路的種類放大電路的種類繁多，可按照不同的方法進(jìn)行分類，見表。二、共射極基本放大電路的組成及工作原理1.?放大電路的組成及各元件的作用用三極管組成放大電路時，根據(jù)公共端（電路中各點(diǎn)電位的參考點(diǎn)）的不同，有三種連接方法，即共射極放大電路、共集電極放大電路和共基極放大電路。圖所示為應(yīng)用最廣的共射極基本放大電路。圖a所示為采用雙電源供電的共射極基本放大電路。為了簡化電路，在實(shí)際應(yīng)用中常將ECC和EBB合為一個ECC，采用單電源供電，如圖b所示。習(xí)慣畫成如圖c所示的電路形式。外加信號從基極和發(fā)射極間輸入，信號從集電極和發(fā)射極間輸出。輸入電壓ui、輸出電壓uo的公共端在電路中用“⊥”表示，作為電位的參考點(diǎn)。直流電源+VCC表示該點(diǎn)相對“⊥”的電位為+VCC。共射極基本放大電路a）雙電源供電b）單電源供電c）習(xí)慣畫法放大電路中各元件的作用見表。放大電路中各元件的作用2.?放大電路中電壓、電流符號及正方向的規(guī)定在沒有信號輸入時，放大電路在直流電源作用下，三極管各電極的電壓、電流均為直流。當(dāng)有信號輸入時，電路中兩個電源（直流電源和信號源）共同作用，電路中的電壓和電流是兩個電源單獨(dú)作用時產(chǎn)生的電壓、電流的疊加量（即直流分量與交流分量的疊加）。為了清楚地表示不同的物理量，本書將電路中出現(xiàn)的有關(guān)電量的符號列舉出來，見表。電壓、電流符號的規(guī)定電壓的方向用“+”“-”表示，電流的正方向用箭頭表示。靜態(tài)工作點(diǎn)a）輸入特性曲線上的Q點(diǎn)b）輸出特性曲線上的Q點(diǎn)3.?靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置（1）靜態(tài)工作點(diǎn)（2）靜態(tài)工作點(diǎn)的作用從圖可以看出，如保持電源VCC不變，調(diào)節(jié)RB即可改變IBQ，從而使靜態(tài)工作點(diǎn)改變。為使放大電路能正常工作，放大電路必須有一個合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，首先必須有一個合適的偏置電流（簡稱“偏流”）IBQ。4.?工作原理上面討論了共射極基本放大電路的組成及元器件的作用，明確了設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的意義。下面討論共射極基本放大電路的放大原理，即給放大電路輸入一個交流信號電壓，經(jīng)放大電路放大輸出信號的情況。三極管工作在放大區(qū)時的輸入、輸出波形a）信號源輸入電壓ui的波形b）用示波器觀測到的uo的波形共射極基本放大電路各極電壓和電流的工作波形放大器動態(tài)工作時，各電極電壓和電流的工作波形，如圖所示。三、共射極放大電路的分析方法對放大電路進(jìn)行定量分析，常用的分析方法是近似估算法和圖解分析法?，F(xiàn)以共射極放大電路為例進(jìn)行分析，其他接法的放大電路或更為復(fù)雜的放大電路也同樣適用。1.?近似估算法已知電路各元器件的參數(shù)，利用公式通過近似計算來分析放大器性能的方法稱為近似估算法。在分析低頻小信號放大器時，一般采用估算法較為簡便。當(dāng)放大器輸入交流信號后，由于放大器中總是同時存在著直流分量和交流分量兩種成分，而放大器中通常都存在電抗元件，所以直流分量和交流分量的通路是不一樣的。在進(jìn)行電路分析和計算時，把兩種不同分量作用下的通路區(qū)別開來，將使電路的分析更為簡便。（1）近似估算放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)（2）近似估算放大器的輸入電阻、輸出電阻和電壓放大倍數(shù)放大電路的直流通路a）共射極基本放大電路b）直流通路近似估算靜態(tài)工作點(diǎn)放大電路的交流通路和等效電路a）共射極基本放大電路b）交流通路c）等效電路所謂交流通路是指交流信號流通的路徑。在畫交流通路時，因電容通交流，而直流電源的內(nèi)阻又很小，所以把電容和直流電源都視為交流短路。1）輸入電阻ri放大器的輸入電阻是指從放大器的輸入端看進(jìn)去的交流等效電阻。對信號源來說，放大器是其負(fù)載，輸入電阻ri表示信號源的負(fù)載電阻。等效電路如圖所示。一般情況下，希望放大器的輸入電阻盡可能大些，這樣，向信號源（或前一級電路）汲取的電流小，有利于減輕信號源的負(fù)擔(dān)，使送到放大器輸入端的信號電壓盡可能大。從上式可以看出，共射極放大電路的輸入電阻是比較小的。放大器的輸入電阻和輸出電阻2）輸出電阻ro對負(fù)載來說，放大器又相當(dāng)于一個具有內(nèi)阻的信號源，這個內(nèi)阻就是放大電路的輸出電阻。3）電壓放大倍數(shù)Au放大器的電壓放大倍數(shù)是指輸出電壓uo與輸入電壓ui的比值。2.?圖解分析法利用三極管的輸入、輸出特性曲線和電路參數(shù)，通過作圖來分析放大器性能的方法，稱為圖解分析法，簡稱圖解法。（1）圖解分析放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)1）求IBQ2）作直流負(fù)載線3）確定靜態(tài)工作點(diǎn)（2）靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整（3）圖解分析放大器的動態(tài)工作情況（4）波形失真與靜態(tài)工作點(diǎn)的關(guān)系1）靜態(tài)工作點(diǎn)偏高易引起飽和失真。2）靜態(tài)工作點(diǎn)偏低易引起截止失真。1.?了解影響靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的主要因素。2.?掌握分壓式射極偏置電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。3.?理解分壓式射極偏置電路穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的原理，會進(jìn)行簡單的計算。學(xué)習(xí)目標(biāo)§2-3分壓式射極偏置電路一、影響靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的主要因素前面介紹的共射極基本放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)是通過設(shè)置合適的偏置電阻RB來實(shí)現(xiàn)的。RB的阻值確定之后，IBQ就確定了，所以這種電路又稱固定偏置電路。共射極基本放大電路的結(jié)構(gòu)簡單，但它最大的缺點(diǎn)是靜態(tài)工作點(diǎn)不穩(wěn)定，當(dāng)環(huán)境溫度變化、電源電壓波動或更換三極管時，都會使原來的靜態(tài)工作點(diǎn)發(fā)生改變，嚴(yán)重時會使放大器不能正常工作。在導(dǎo)致靜態(tài)工作點(diǎn)不穩(wěn)定的各種因素中，溫度是主要因素。當(dāng)環(huán)境溫度改變時，三極管的參數(shù)會發(fā)生變化，特性曲線也會發(fā)生相應(yīng)的變化。圖所示為3AX31型三極管在25℃和45℃兩種情況下的輸出特性曲線。當(dāng)溫度升高時，IB曲線上移，表示穿透電流隨溫度升高而增大，同時各條曲線之間的間隔增大，整個曲線簇上移。如果在25℃時設(shè)定的基極偏置電流為IBQ=40μA時靜態(tài)工作點(diǎn)Q比較合適，那么當(dāng)溫度升高到45℃時，由于特性曲線發(fā)生變化，若仍保持IBQ=40μA，則原來的靜態(tài)工作點(diǎn)將移到接近飽和區(qū)的Q1點(diǎn)，這樣放大器將出現(xiàn)飽和失真。三極管在不同溫度時的輸出特性曲線在溫度變化時，要保持靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定不變，可采用分壓式射極偏置電路。分壓式射極偏置電路a）電路結(jié)構(gòu)b）直流通路c）交流通路二、分壓式射極偏置電路如圖所示為分壓式射極偏置電路。下面討論這種電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理。1.?電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與前面介紹的共射極基本放大電路的區(qū)別在于：三極管基極接了兩個分壓電阻RB1和RB2，發(fā)射極串聯(lián)了電阻RE和電容CE。（1）利用上偏置電阻RB1和下偏置電阻RB2組成串聯(lián)分壓器，為基極提供穩(wěn)定的靜態(tài)工作電壓UBQ。（2）利用發(fā)射極電阻RE自動使靜態(tài)工作電流IEQ穩(wěn)定不變。2.?靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定原理從物理過程來看，如溫度升高，Q點(diǎn)上移，ICQ（或IEQ）將增加，而UBQ是由電阻RB1、RB2分壓固定的，IEQ的增加將使外加于三極管的UBEQ=UBQ-IEQ

RE減小，從而使IBQ自動減小，結(jié)果限制了ICQ的增加，使ICQ基本恒定。以上變化過程可表示為：可見這種分壓式偏置電路能穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的實(shí)質(zhì)是利用發(fā)射極電阻RE，將電流IEQ的變化轉(zhuǎn)換為電壓的變化，加到輸入回路，通過三極管基極電流的控制作用，使靜態(tài)工作電流

ICQ

穩(wěn)定不變，集—射極電壓UCEQ也穩(wěn)定不變，即靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定不變。估算電路的靜態(tài)工作點(diǎn)3.?估算靜態(tài)工作點(diǎn)通過直流通路可求出電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，見表。4.?估算輸入電阻、輸出電阻和電壓放大倍數(shù)圖c所示為分壓式偏置電路的交流通路，該交流通路與共射極基本放大電路的交流通路相似，等效電路也相似，其中RB=RB1//RB2。所以，輸入電阻、輸出電阻和電壓放大倍數(shù)的估算公式完全相同。1.?了解多級放大電路的四種級間耦合方式及特點(diǎn)。2.?會計算多級放大電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。學(xué)習(xí)目標(biāo)§2-4多級放大電路多級放大電路的組成多級放大電路是由若干個單級放大器組成的，多級放大電路的組成如圖所示。多級放大電路由輸入級、中間級及輸出級三部分組成。各級放大器之間的連接方式稱為“耦合”。級間耦合電路位于兩個單級放大器之間，它的主要作用是將前級放大器的輸出信號無損耗地傳輸?shù)胶蠹壏糯笃髦?。放大器級與級之間的耦合方式主要有阻容耦合、變壓器耦合、直接耦合和光電耦合四種。實(shí)際使用中，人們可按照不同電路的需要，選擇合適的級間耦合方式。四種級間耦合方式的應(yīng)用電路、特點(diǎn)及應(yīng)用一、級間耦合方式表為四種級間耦合方式的應(yīng)用電路、特點(diǎn)及應(yīng)用。四種級間耦合方式的應(yīng)用電路、特點(diǎn)及應(yīng)用二、多級放大器性能指標(biāo)的近似估算1.?估算多級放大器的電壓放大倍數(shù)Au2.?估算多級放大器的輸入電阻ri和輸出電阻ro1.?了解反饋的基本概念及判斷方法。2.?掌握負(fù)反饋放大電路的四種基本組態(tài)，理解負(fù)反饋對放大器性能的影響。3.?熟悉共集電極放大電路（射極輸出器）的特點(diǎn)。學(xué)習(xí)目標(biāo)§2-5反饋放大電路在放大電路中，信號從輸入端輸入，經(jīng)過放大器的放大后，從輸出端送給負(fù)載，這是信號的正向傳輸。但在很多放大電路中，常將輸出信號再反向傳輸?shù)捷斎攵耍捶答?。?shí)用的放大電路幾乎都采用反饋。直流負(fù)反饋可以穩(wěn)定電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，交流負(fù)反饋可以改善放大器的性能。本節(jié)重點(diǎn)介紹反饋的基本概念及交流負(fù)反饋對放大器性能的影響。一、反饋的基本概念1.?反饋的定義從廣義上講，凡是將輸出量送回到輸入端，并且對輸入量產(chǎn)生影響的過程都稱為反饋。放大器中的反饋是指把放大器輸出信號（電壓或電流）的一部分或全部通過一定的電路，按照某種方式送回到輸入端，并與輸入信號（電壓或電流）疊加，從而改變放大器性能的一種方法。反饋放大器由基本放大電路A和反饋電路F兩部分組成，如圖所示為反饋放大器的方框圖。反饋放大器的方框圖反饋的分類2.?反饋的分類反饋的分類反饋的分類二、反饋的判斷1.?有無反饋的判斷反饋放大器的特征為是否存在反饋元件，反饋元件是聯(lián)系放大器的輸出與輸入的橋梁，因此，能否從電路中找到反饋元件是判斷有無反饋的關(guān)鍵。反饋的判斷a）無反饋b）電壓并聯(lián)負(fù)反饋c）電流串聯(lián)負(fù)反饋2.?反饋極性的判斷反饋極性的判斷一般采用瞬時極性法，具體步驟如下：（1）先假設(shè)輸入信號在某一瞬間對地為“+”。（2）從輸入端到輸出端再反饋回輸入端依次標(biāo)出放大器各點(diǎn)的瞬時極性。（3）比較反饋信號與輸入信號的極性，確定反饋極性。判斷反饋極性a）反饋加到基極b）反饋加到發(fā)射極判斷反饋類型3.?電壓反饋和電流反饋的判斷電壓反饋和電流反饋的判斷方法是看反饋電路在輸出回路的連接方法，若反饋電路接在電壓輸出端為電壓反饋，不接在電壓輸出端為電流反饋。4.?串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋的判斷串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋的判斷方法是看反饋電路在輸入回路的連接方法，若反饋電路接在輸入端為并聯(lián)反饋，不接在輸入端（一般接發(fā)射極）為串聯(lián)反饋。5.?直流反饋和交流反饋的判斷若反饋電路中存在電容，則根據(jù)電容“通交隔直”的特性來進(jìn)行判斷。三、負(fù)反饋放大器的四種基本類型在實(shí)際應(yīng)用中，負(fù)反饋放大器的電路形式多種多樣，特點(diǎn)各異。若同時考慮反饋電路與放大器的輸入、輸出回路的連接方式，負(fù)反饋放大器可歸納為四種類型（正反饋放大器也有四種類型，在此從略），即電流串聯(lián)負(fù)反饋、電壓串聯(lián)負(fù)反饋、電壓并聯(lián)負(fù)反饋和電流并聯(lián)負(fù)反饋。四種負(fù)反饋放大器的方框圖四種負(fù)反饋放大器的方框圖四、負(fù)反饋對放大器性能的影響1.?提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性溫度變化、負(fù)載變化、更換三極管等都會引起電壓放大倍數(shù)Au的變化，如果引入負(fù)反饋，則能減少這種變化。如由于某種原因使放大電路的輸出信號增大，電路又存在負(fù)反饋，則反饋信號也將跟著增大。經(jīng)反饋網(wǎng)絡(luò)送回輸入回路，使放大器的凈輸入信號相應(yīng)減小，結(jié)果輸出信號也相應(yīng)減小，從而使放大電路輸出信號幅度穩(wěn)定，達(dá)到穩(wěn)定放大倍數(shù)的目的。電壓負(fù)反饋能穩(wěn)定輸出電壓，電流負(fù)反饋能穩(wěn)定輸出電流。2.?改善非線性失真由于三極管是非線性元件，所以一個無負(fù)反饋的放大器，即使設(shè)置了合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，當(dāng)輸入信號過大時，也會產(chǎn)生失真。負(fù)反饋減小非線性失真3.?影響輸入電阻和輸出電阻負(fù)反饋對放大器輸入電阻和輸出電阻的影響，與反饋電路在輸入端和輸出端的連接方式有關(guān)。（1）對輸入電阻的影響負(fù)反饋對輸入電阻的影響取決于反饋電路在輸入端的連接方式。1）串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增大2）并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小負(fù)反饋對輸入電阻的影響a）串聯(lián)負(fù)反饋b）并聯(lián)負(fù)反饋（2）對輸出電阻的影響負(fù)反饋對輸出電阻的影響，與反饋電路在輸出端的連接方式有關(guān)。1）電壓負(fù)反饋使輸出電阻減小電壓負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電壓的作用，這時放大器相當(dāng)于一個電壓源，而電壓源的內(nèi)阻較小，所以放大器的輸出電阻減小了。2）電流負(fù)反饋使輸出電阻增大電流負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電流的作用，這時放大器相當(dāng)于一個電流源，而電流源的內(nèi)阻較大，所以放大器的輸出電阻增大了。五、負(fù)反饋放大電路的特例——射極輸出器1.?電路組成射極輸出器a）電路b）直流通路c）交流通路2.?射極輸出器的特點(diǎn)（1）電壓放大倍數(shù)接近于1（2）輸出電壓與輸入電壓相位相同（3）輸入電阻很大（4）輸出電阻很小3.?電路應(yīng)用射極輸出器具有輸入電阻很大、輸出電阻很小及電壓跟隨作用，有一定的電流和功率放大作用，因而它的應(yīng)用十分廣泛。（1）用作多級放大電路的輸入級，因輸入電阻很大，可減輕信號源的負(fù)擔(dān)。（2）用作多級放大電路的輸出級，因輸出電阻很小，可以提高帶載能力。（3）用作多級放大電路的中間級，因其具有電壓跟隨作用，且輸入電阻大，對前級的影響??；輸出電阻小，對后級的影響也小。用作中間級時可起緩沖、隔離作用。1.?了解低頻功率放大器的基本要求和分類。2.?理解OTL和OCL功率放大器的工作原理。3.?了解復(fù)合管的結(jié)構(gòu)、組成規(guī)則及特點(diǎn)。4.?了解功率放大管的散熱及安全保護(hù)措施。5.?了解典型集成功率放大器的引腳功能及應(yīng)用。學(xué)習(xí)目標(biāo)§2-6功率放大電路電子設(shè)備是要驅(qū)動負(fù)載工作的，如收音機(jī)中的揚(yáng)聲器（喇叭）要發(fā)出聲音、電動機(jī)要旋轉(zhuǎn)、繼電器觸點(diǎn)要動作、儀表要指示數(shù)據(jù)等。這些負(fù)載需供給足夠的功率才能發(fā)揮其功能。前面討論的低頻電壓放大器的主要任務(wù)是把微弱的信號電壓放大，輸出功率不一定大。在多級放大電路的末級，通常采用既能輸出較高電壓又能輸出較大電流，也就是能輸出一定功率的功率放大電路。從能量控制的觀點(diǎn)來看，低頻功率放大器和低頻電壓放大器沒有本質(zhì)的區(qū)別；但是從完成的任務(wù)來看，它們是不同的。低頻電壓放大器主要是要求它向負(fù)載提供不失真的電壓信號，討論的主要是電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等；而對低頻功率放大器主要要求它輸出足夠大的不失真（或失真很?。┑墓β市盘?，因此對它就有一些特殊要求。一、低頻功率放大器的基本要求和分類功率放大電路又稱為功率放大器，簡稱“功放”。功放中使用半導(dǎo)體三極管作為主要器件，稱為功率放大管，簡稱“功放管”。本書主要介紹的是低頻功率放大器。1.?對功率放大器的基本要求（1）有足夠大的輸出功率。（2）效率要高。（3）非線性失真要小。（4）功放管的散熱要好。2.?功率放大器的分類功率放大器的種類很多。按功放管工作點(diǎn)的位置不同，有甲類、乙類和甲乙類三類功率放大器。三類功率放大器的特性、輸出圖形及應(yīng)用見表。三類功率放大器的特性、輸出圖形及應(yīng)用三類功率放大器的特性、輸出圖形及應(yīng)用按功率放大器輸出端特點(diǎn)不同分類，可分為變壓器耦合功率放大器、無輸出變壓器功率放大器（OTL電路）和無輸出電容功率放大器（OCL電路）。變壓器耦合功率放大器可通過變壓器的阻抗變換特性，使負(fù)載獲得最大輸出功率，但由于變壓器體積大、笨重、頻率特性較差，且不便于集成化，目前已很少使用。OTL和OCL電路都不用輸出變壓器，且都有集成電路，所以應(yīng)用較廣。這兩個電路實(shí)質(zhì)上是由兩個射極輸出器組成的互補(bǔ)對稱的電路結(jié)構(gòu)。二、互補(bǔ)對稱功率放大器甲類功率放大電路輸出波形較好，但因管耗大，效率較低。乙類功率放大電路雖然管耗較小，有利于提高效率，但存在嚴(yán)重的失真，會使輸入信號的半周被削掉。但若采用兩個導(dǎo)電性相反的管子，使它們都工作在乙類放大狀態(tài)，一個在正半周工作，另一個在負(fù)半周工作，同時把兩個輸出波形加到負(fù)載上，便可在負(fù)載上得到完整的輸出波形，這樣就解決了效率與失真的矛盾。由于兩只三極管工作特性對稱，互補(bǔ)對方不足，故稱為互補(bǔ)對稱功率放大器。1.?單電源供電的互補(bǔ)對稱功放電路（OTL電路）（1）電路組成及工作原理圖所示為OTL電路。V1和V2為一對導(dǎo)電性能相反的管子，兩管接成射極輸出形式，由于輸出電阻很小，所以無須變壓器就能與低阻負(fù)載很好地匹配。大容量的電容C既是輸出耦合電容，同時又充當(dāng)電源。OTL電路（2）實(shí)用的OTL電路OTL功放管工作在乙類狀態(tài)，效率較高。而實(shí)際上這種電路的輸出波形并不能很好地反映輸入信號的變化，而是在正、負(fù)半周的交界處出現(xiàn)了與輸入不同的失真波形，這種失真稱為“交越失真”。經(jīng)實(shí)驗?zāi)M后通過雙蹤示波器可觀察到如圖所示的波形。交越失真波形交越失真產(chǎn)生的原因是功放管工作在乙類放大狀態(tài)時，兩管發(fā)射結(jié)都沒有設(shè)置偏置電壓。當(dāng)輸入信號電壓小于死區(qū)電壓時，V1和V2均處于截止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)信號在過零附近時，沒有輸出信號，因而產(chǎn)生了失真。消除交越失真的方法是給V1、V2的發(fā)射結(jié)加上很小的正向偏置電壓，使其在靜態(tài)時處于微導(dǎo)通狀態(tài)，這樣輸入信號一旦加入，三極管立即進(jìn)入線性放大區(qū)，從而克服了交越失真。圖所示電路為實(shí)用的OTL電路。實(shí)用的OTL電路2.?雙電源供電的互補(bǔ)對稱功放電路（OCL電路）在上圖所示OTL電路中，電容C為功放管供電，實(shí)際起負(fù)電源的作用。如果